Описание системы и репрезентативные фильмы были опубликованы во вторник на сайте Nature Communications.Ведущий автор Уилбур Лам, доктор медицинских наук, говорит, что свертывание крови включает поврежденный кровеносный сосуд, тромбоциты, белки свертывания крови, которые образуют сетчатую сетку, и сам ток крови.«Современные методы исследования свертывания крови требуют изоляции каждого из этих компонентов, что не позволяет нам увидеть полную картину того, что происходит с системой свертывания крови пациента», — говорит Лам, доцент кафедры педиатрии Медицинской школы Университета Эмори. и на факультете биомедицинской инженерии Уоллеса Х. Култера в Технологическом университете Джорджии и Университете Эмори.Модель является результатом сотрудничества группы Лэма из Эмори и Технологического института Джорджии и Шона Джоба, доктора медицинских наук, Центра крови Висконсина.
Соавторами статьи являются исследователь Юмико Сакураи, инструктор Элаисса Харди, доктор философии и старший инженер Бьюнгук Ан, доктор философии, ныне работающая в LG Electronics.Система является первой, которая воспроизводит все аспекты повреждения кровеносных сосудов, наблюдаемые в микроциркуляторном русле: кровопотеря из-за травмы, образование сгустков цельной кровью и восстановление внутренней оболочки кровеносных сосудов.
Например, предыдущие модели могли только моделировать образование сгустка. Однако модель не включает гладкие мышцы и не воспроизводит аспекты более крупных кровеносных сосудов.Система состоит из слоя эндотелиальных клеток человека, выстилающих кровеносные сосуды, культивируемых поверх пневматического клапана. «Рана» создается при активации пневматического клапана, открывающего то, что Лам называет люком. Донорская человеческая кровь протекает через рану, диаметр которой составляет около 130 микрометров.
В сопроводительном фильме большинство клеток крови отображается серым цветом: эритроциты — это круглые серые пончики, а тромбоциты — более мелкие пятнышки. Красные клетки на самом деле являются лейкоцитами.
Зеленый внеклеточный «клей» можно увидеть в верхней части раны; это фибрин, который скрепляет сгусток.В реальном времени для остановки кровотока в рану требуется около 8 минут.
Без эндотелиальных клеток кровоток не прекращается.Система реагирует на манипуляции с помощью лекарств и другие изменения, воспроизводящие нарушения свертывания крови.
Кровь от пациентов с гемофилией А образует аномальные сгустки и показывает увеличенное время кровотечения в модели.В статье Nature Communications авторы также описывают, как лекарство эптифибатид влияет на взаимодействие тромбоцитов и других клеток в трехмерном пространстве раны.
Исследование было поддержано Национальным институтом здоровья легких и крови (HL121264, HL130918, HL112309) и Национальным научным фондом (награда CAREER 1150235, Национальная скоординированная инфраструктура нанотехнологий 1542174).